JPS6233780A - 金属材料の表面処理方法 - Google Patents
金属材料の表面処理方法Info
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- JPS6233780A JPS6233780A JP17309785A JP17309785A JPS6233780A JP S6233780 A JPS6233780 A JP S6233780A JP 17309785 A JP17309785 A JP 17309785A JP 17309785 A JP17309785 A JP 17309785A JP S6233780 A JPS6233780 A JP S6233780A
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- treatment liquid
- treatment
- orthophosphoric acid
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/22—Orthophosphates containing alkaline earth metal cations
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、金属材料の表面に、裸耐食性、塗装後の耐
食性および塗料密着性に優れた皮膜を形成するための、
金属材料の表面処理方法に関するものである。
食性および塗料密着性に優れた皮膜を形成するための、
金属材料の表面処理方法に関するものである。
金属材料の防食または塗装下地のために、金属材料の表
面にりん酸塩処理またはクロメート処理を施すことが従
来から行なわれている。しかしながら、従来のりん酸塩
処理またはクロメート処理によっては、金属材料の表面
に、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密着性のすべ
てが優れた皮膜を形成することはできなかった。
面にりん酸塩処理またはクロメート処理を施すことが従
来から行なわれている。しかしながら、従来のりん酸塩
処理またはクロメート処理によっては、金属材料の表面
に、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密着性のすべ
てが優れた皮膜を形成することはできなかった。
例えば、通常の反応型υん酸塩処理による皮膜が形成さ
れた金属材料は、塗装後の耐食性および塗料密着性に優
れているが、形成された皮膜がりん酸と下地金属との溶
解反応によるものであるため、溶解反応の不十分な個所
に皮膜の形成されないいわゆるＰｏｒｅ 部が残り、
このために裸耐食性が劣る。
れた金属材料は、塗装後の耐食性および塗料密着性に優
れているが、形成された皮膜がりん酸と下地金属との溶
解反応によるものであるため、溶解反応の不十分な個所
に皮膜の形成されないいわゆるＰｏｒｅ 部が残り、
このために裸耐食性が劣る。
従って、このような反応型りん酸塩処理の施された金属
材料は、塗装が施されるまでの間の錆の発生を防止する
ために、通常メーカーにおいてその表面にクロメート処
理液を塗布しなければならず、しかも、このようなりロ
メート処理は、生産性上の制約から、電気亜鉛メッキ鋼
板または溶融亜鉛メッキ鋼板に限られているのが実情で
ある。
材料は、塗装が施されるまでの間の錆の発生を防止する
ために、通常メーカーにおいてその表面にクロメート処
理液を塗布しなければならず、しかも、このようなりロ
メート処理は、生産性上の制約から、電気亜鉛メッキ鋼
板または溶融亜鉛メッキ鋼板に限られているのが実情で
ある。
クロメート処理として、反応型クロメート処理、塗布型
クロメート処理および電解型クロメート処理が知られて
いる。しかしながら、反応型クロメート処理および塗布
型クロメート処理の施された金属材料は、裸耐食性に優
れているが、塗装後の耐食性および塗料密着性が経時的
に劣化する問題を有している。電解型クロメート処理の
施された金属材料は、塗装後の耐食性および塗料密着性
に優れているが、裸耐食性特に皮膜に疵がついた場合の
裸耐食性に劣る問題と有している。
クロメート処理および電解型クロメート処理が知られて
いる。しかしながら、反応型クロメート処理および塗布
型クロメート処理の施された金属材料は、裸耐食性に優
れているが、塗装後の耐食性および塗料密着性が経時的
に劣化する問題を有している。電解型クロメート処理の
施された金属材料は、塗装後の耐食性および塗料密着性
に優れているが、裸耐食性特に皮膜に疵がついた場合の
裸耐食性に劣る問題と有している。
上述した問題を解決する方法として、例えば下記のよう
な方法が知られている。
な方法が知られている。
（１１アルカリ土類金属およびチタン属の群から選ばれ
た１種または２種以上の縮合りん酸塩を主成分とするり
ん酸塩水溶液を用いて、金属材料の表面を陰極電解処理
することにより、耐食性、耐熱性、潤滑性および塗料密
着性の優れた皮膜を金属材料の表面に形成する方法。（
特公昭５２−３０９３８号） 上記方法は、りん酸塩水溶液に用いられるピロりん酸塩
、メタりん酸塩およびウルトラりん酸塩が酸性領域で加
水分解反応を起こし、電解液として不安定なため、形成
された皮膜の性能も不安定である問題を有している。ま
た、ｐＨ調整のために、上記のりん酸塩水溶液中に、苛
性ソーダ、苛性カリ、アンモニア、有機アミン等を添加
すると、形成された皮膜中に、Ｎａ＋ｒ Ｋ＋ｒ ＮＨ
＜ ＋＋有機アミン等が取り込まれる結果、塗料密着性
が劣下する問題を有している。
た１種または２種以上の縮合りん酸塩を主成分とするり
ん酸塩水溶液を用いて、金属材料の表面を陰極電解処理
することにより、耐食性、耐熱性、潤滑性および塗料密
着性の優れた皮膜を金属材料の表面に形成する方法。（
特公昭５２−３０９３８号） 上記方法は、りん酸塩水溶液に用いられるピロりん酸塩
、メタりん酸塩およびウルトラりん酸塩が酸性領域で加
水分解反応を起こし、電解液として不安定なため、形成
された皮膜の性能も不安定である問題を有している。ま
た、ｐＨ調整のために、上記のりん酸塩水溶液中に、苛
性ソーダ、苛性カリ、アンモニア、有機アミン等を添加
すると、形成された皮膜中に、Ｎａ＋ｒ Ｋ＋ｒ ＮＨ
＜ ＋＋有機アミン等が取り込まれる結果、塗料密着性
が劣下する問題を有している。
（２） アルミニウムイオンを含有する酸性りん酸溶
液を用いて、金属材料金化成処理または電解処理するこ
とにより、耐食性および塗装下地性の優れた皮膜を金属
材料の表面に形成する方法。（特公昭５３−６９４５号
） 上記方法は、塗装後の耐食性が十分ではない問題を有し
ている。
液を用いて、金属材料金化成処理または電解処理するこ
とにより、耐食性および塗装下地性の優れた皮膜を金属
材料の表面に形成する方法。（特公昭５３−６９４５号
） 上記方法は、塗装後の耐食性が十分ではない問題を有し
ている。
（３） 白錆の発生を防止し、耐食性の優れた皮膜を
亜鉛メッキ鋼材の表面に形成する方法として、重りん酸
アルミニウムを主体とした処理液を塗布後、加熱処理す
る方法（特開昭５０−２８４４９号）、正りん酸および
アルミナゾルもしくは水酸化アルミニウムゾルを主体と
した処理液を塗布後、加熱処理する方法（特開昭５０−
３３１３２号）、重りん酸アルミニウム、重りん酸マグ
ネシウムを主体とした処理液を、溶融亜鉛メッキ直後の
メッキ皮膜の表面に噴射する方法（特開昭５１−９４４
２９号）、重りん酸アルミニウム、重りん酸マグネシウ
ムを主体とした処理液で、鉄−亜鉛合金化工程中におい
て処理する方法（特開昭５１−９４．４３０号）等が提
案されているが、上記方法は、何れも、裸耐食性、塗装
後の耐食性および塗料密着性のすべてを満足する皮膜を
形成するには至っていない。
亜鉛メッキ鋼材の表面に形成する方法として、重りん酸
アルミニウムを主体とした処理液を塗布後、加熱処理す
る方法（特開昭５０−２８４４９号）、正りん酸および
アルミナゾルもしくは水酸化アルミニウムゾルを主体と
した処理液を塗布後、加熱処理する方法（特開昭５０−
３３１３２号）、重りん酸アルミニウム、重りん酸マグ
ネシウムを主体とした処理液を、溶融亜鉛メッキ直後の
メッキ皮膜の表面に噴射する方法（特開昭５１−９４４
２９号）、重りん酸アルミニウム、重りん酸マグネシウ
ムを主体とした処理液で、鉄−亜鉛合金化工程中におい
て処理する方法（特開昭５１−９４．４３０号）等が提
案されているが、上記方法は、何れも、裸耐食性、塗装
後の耐食性および塗料密着性のすべてを満足する皮膜を
形成するには至っていない。
従って、この発明の目的は、金属材料の表面に。
裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密着性に優れた皮
膜を形成するための、金属材料の表面処理方法を提供す
ることにある。
膜を形成するための、金属材料の表面処理方法を提供す
ることにある。
本発明者等は、前述した問題を解決すべく鋭意研究を重
ねた。従来より、カチオンを含むりん酸溶液を加熱処理
すると脱水縮合によってガラス状の縮合りん酸塩になる
ことが知られている。そこで、本発明者等は、種々のカ
チオンとオルソりん酸とを組み合わせた処理液を金属材
料の表面に塗布し、加熱処理することによって形成され
た皮膜の性能について調査した。その結果、Ｃａ、Ｓｒ
。
ねた。従来より、カチオンを含むりん酸溶液を加熱処理
すると脱水縮合によってガラス状の縮合りん酸塩になる
ことが知られている。そこで、本発明者等は、種々のカ
チオンとオルソりん酸とを組み合わせた処理液を金属材
料の表面に塗布し、加熱処理することによって形成され
た皮膜の性能について調査した。その結果、Ｃａ、Ｓｒ
。
Ｂａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ。
ｒ、Ｍｎ。
Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉは、縮合りん酸との結合力に優れ
ているため、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密着
性を向上し得ることを知見した。
ているため、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密着
性を向上し得ることを知見した。
この発明は、上記知見に基いてなされたものであって、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｐｂ。
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｐｂ。
Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからな
る群から選んだ少なくとも１種の１〜３００ ？／ｌの
金属イオンと、２〜５００ ？／ｌのオルソりん酸とか
らなる処理液、または、上記処理液１００部に対し、Ａ
ｌおよびＭｇの少なくとも１種の１〜３００り／ｌの金
属イオンと、２〜５００ ？／ｌのオルソりん酸とから
なる処理液の１０００部以下が添加された処理液を、金
属材料の表面に塗布し、次いで、上記処理液の塗布され
た表面を１００〜８００°Ｃの温度範囲で加熱し、かく
して前記金属材料の表面に所定量の皮膜を形成すること
に特徴を有するものである。
る群から選んだ少なくとも１種の１〜３００ ？／ｌの
金属イオンと、２〜５００ ？／ｌのオルソりん酸とか
らなる処理液、または、上記処理液１００部に対し、Ａ
ｌおよびＭｇの少なくとも１種の１〜３００り／ｌの金
属イオンと、２〜５００ ？／ｌのオルソりん酸とから
なる処理液の１０００部以下が添加された処理液を、金
属材料の表面に塗布し、次いで、上記処理液の塗布され
た表面を１００〜８００°Ｃの温度範囲で加熱し、かく
して前記金属材料の表面に所定量の皮膜を形成すること
に特徴を有するものである。
この発明において、金属材料の表面に塗布する処理液は
、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ＋Ｓｎ＋Ｐｂ、
Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからな
る群から選んだ少なくとも１種の金属イオンを、オルソ
りん酸の水溶液に添加し溶解すことによって調製される
。前記金属イオンは、酸化物、炭酸塩、水酸化物等の形
で添加するか、または、りん酸塩、りん酸−水素塩、り
ん酸二水素塩等のりん酸化合物として添加する。なお、
りん酸二水素塩の中には、例えばＣａ （Ｈ２ＰＯ４）
２ 、 Ｍｎ （Ｈ２ＰＯ４）２ 。
、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ＋Ｓｎ＋Ｐｂ、
Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからな
る群から選んだ少なくとも１種の金属イオンを、オルソ
りん酸の水溶液に添加し溶解すことによって調製される
。前記金属イオンは、酸化物、炭酸塩、水酸化物等の形
で添加するか、または、りん酸塩、りん酸−水素塩、り
ん酸二水素塩等のりん酸化合物として添加する。なお、
りん酸二水素塩の中には、例えばＣａ （Ｈ２ＰＯ４）
２ 、 Ｍｎ （Ｈ２ＰＯ４）２ 。
Ａｌ （Ｈ２ＰＯ４）３のようにオルソりん酸を含み、
水に溶解することによって処理液を得ることができるも
のもある。
水に溶解することによって処理液を得ることができるも
のもある。
前記金属イオンの濃度は、１〜３００ ？／ｌ の範囲
内とすべきである。即ち、前記金属イオンの濃度が１７
７を未満では十分な耐食性を得ることが困難であり、一
方、前記金属イオンの濃度が３００ ？／ｌ を超える
と、処理液の安定性が阻害される。前記金属イオンの好
ましい濃度は、３〜１００ ？／ｌ である。
内とすべきである。即ち、前記金属イオンの濃度が１７
７を未満では十分な耐食性を得ることが困難であり、一
方、前記金属イオンの濃度が３００ ？／ｌ を超える
と、処理液の安定性が阻害される。前記金属イオンの好
ましい濃度は、３〜１００ ？／ｌ である。
オルソりん酸（Ｈ３ＰＯ４）の濃度は、２〜５００？／
１ の範囲内とすべきである。オルソりん酸の濃度が２
２７を未満では、皮膜の付着量が少なく従って十分な耐
食性を得ることが困難であシ、一方、その濃度が５００
？／ｌ を超えると、皮膜の付着量が過剰となってそ
の加工性が劣化し、且つ、不経済である。オルソりん酸
の好ましい濃度は、５〜２００ ？／ｌ である。
１ の範囲内とすべきである。オルソりん酸の濃度が２
２７を未満では、皮膜の付着量が少なく従って十分な耐
食性を得ることが困難であシ、一方、その濃度が５００
？／ｌ を超えると、皮膜の付着量が過剰となってそ
の加工性が劣化し、且つ、不経済である。オルソりん酸
の好ましい濃度は、５〜２００ ？／ｌ である。
前記金属イオンとオルソりん酸との最適比率は、モル比
で１ ： １．５〜１：１０好ましくは１：２〜１ ：
３．５である。前記最適比率が１ ： １．５未満で
は、金属の溶解が不十分となυ、耐食性および密着性の
良いりん酸度膜が得られない問題が生じ、一方、前記最
適比率が１：１０ｉ超えると、金属の溶解が多くなυ、
満足できる９ん酸度膜が生成されない問題が生ずる。
で１ ： １．５〜１：１０好ましくは１：２〜１ ：
３．５である。前記最適比率が１ ： １．５未満で
は、金属の溶解が不十分となυ、耐食性および密着性の
良いりん酸度膜が得られない問題が生じ、一方、前記最
適比率が１：１０ｉ超えると、金属の溶解が多くなυ、
満足できる９ん酸度膜が生成されない問題が生ずる。
この発明において、上記によって得られた第１処理液１
００部に対し、Ａｌおよび炭の少なくとも１つを１〜３
００ ？／ｌ と、オルソりん酸を２〜５００９／ｌ
とからなる第２処理液１０００部以下が添加された処
理液を使用するときは、安定な網目をもった化成処理皮
膜が形成され、この皮膜を１００〜８００℃の温度で加
熱することによシ、更に防錆効果が向上する。
００部に対し、Ａｌおよび炭の少なくとも１つを１〜３
００ ？／ｌ と、オルソりん酸を２〜５００９／ｌ
とからなる第２処理液１０００部以下が添加された処
理液を使用するときは、安定な網目をもった化成処理皮
膜が形成され、この皮膜を１００〜８００℃の温度で加
熱することによシ、更に防錆効果が向上する。
前記第２処理液中のＡｌおよび珈の少なくとも１つの濃
度およびオルソりん酸の濃度の限定理由およびその好ま
しい範囲は、上述した通シである。
度およびオルソりん酸の濃度の限定理由およびその好ま
しい範囲は、上述した通シである。
第２処理液の量は、第１処理液１００部に対して１００
０部以下とすべきである。第２処理液の量が１ｏｏｏ部
を超えると、形成された皮膜の安定性が低下する問題が
生ずる。第２処理液の好ましい量は、第１処理液１００
部に対して、１００部〜５００部である。
０部以下とすべきである。第２処理液の量が１ｏｏｏ部
を超えると、形成された皮膜の安定性が低下する問題が
生ずる。第２処理液の好ましい量は、第１処理液１００
部に対して、１００部〜５００部である。
この発明においては、金属材料の表面に、上記処理液の
塗布によって皮膜を形成するもので、この皮膜の付着量
は、０．０５〜１０ ？／ｄの範囲内、特に０．２〜３
２／−の範囲内であることが好ましい。即ち、皮膜の付
着量が０．０５ ｇ／ｍ２未満では十分な裸耐食性と塗
装後の耐食性が得られず、一方、前記付着量が１０ ｇ
／ｍ２ を超えると皮膜の加工性が劣化し、十分な塗
料密着性が得られない。
塗布によって皮膜を形成するもので、この皮膜の付着量
は、０．０５〜１０ ？／ｄの範囲内、特に０．２〜３
２／−の範囲内であることが好ましい。即ち、皮膜の付
着量が０．０５ ｇ／ｍ２未満では十分な裸耐食性と塗
装後の耐食性が得られず、一方、前記付着量が１０ ｇ
／ｍ２ を超えると皮膜の加工性が劣化し、十分な塗
料密着性が得られない。
処理液の温度は、常温〜９０℃の範囲内、特に常温〜７
０℃の範囲内であることが好ましい。即ち、処理液の温
度を常温未満にすると、冷却のための設備が必要となる
ため不経済であシ、一方、処理液の温度が９０℃を超え
ると、水の蒸発が激しく、スケールが発生しやすくなる
問題が生じ、連続操業が困難になる。
０℃の範囲内であることが好ましい。即ち、処理液の温
度を常温未満にすると、冷却のための設備が必要となる
ため不経済であシ、一方、処理液の温度が９０℃を超え
ると、水の蒸発が激しく、スケールが発生しやすくなる
問題が生じ、連続操業が困難になる。
この発明においては、上述した処理液を金属材。
料の表面に塗布し、十分に乾燥し、次いで、塗布された
処理液の表面を、１００〜８００℃の温度範囲で加熱す
ることにより、金属材料の表面に所定量の皮膜を形成す
る。前記加熱温度が１００℃未満では皮膜形成反応が不
十分であシ、一方、８００℃を超えると、下地金属との
熱膨張率の差により皮膜にクラックが発生し、裸耐食性
が劣化する問題が生ずる。
処理液の表面を、１００〜８００℃の温度範囲で加熱す
ることにより、金属材料の表面に所定量の皮膜を形成す
る。前記加熱温度が１００℃未満では皮膜形成反応が不
十分であシ、一方、８００℃を超えると、下地金属との
熱膨張率の差により皮膜にクラックが発生し、裸耐食性
が劣化する問題が生ずる。
皮膜の加熱は、電熱炉、赤外線加熱炉、熱風炉等、どの
ような手段で行なってもよい。なお、加熱に際しての雰
囲気は、酸化性、還元性、不活性のいずれでもよい。な
お、加熱に当り、もし皮膜にピンホール等の欠陥°があ
ると、素地が酸化するおそれが生ずるので、窒素ガス、
アルゴンガス。
ような手段で行なってもよい。なお、加熱に際しての雰
囲気は、酸化性、還元性、不活性のいずれでもよい。な
お、加熱に当り、もし皮膜にピンホール等の欠陥°があ
ると、素地が酸化するおそれが生ずるので、窒素ガス、
アルゴンガス。
窒素・アルゴン混合ガスのような不活性雰囲気、または
、水素ガス、窒素・水素混合ガス、アルゴン・水素混合
ガス、窒素・アルゴン・水素混合ガス等の還元性雰囲気
とすることが好ましい。
、水素ガス、窒素・水素混合ガス、アルゴン・水素混合
ガス、窒素・アルゴン・水素混合ガス等の還元性雰囲気
とすることが好ましい。
加熱時間は、皮膜形成が完全に行なわれるに足シる範囲
であればよく、１〜１２０秒、特に５〜６０秒の範囲内
でちることが好ましい。加熱温度が高いほど加熱時間は
短くてよい。
であればよく、１〜１２０秒、特に５〜６０秒の範囲内
でちることが好ましい。加熱温度が高いほど加熱時間は
短くてよい。
この発明の方法は、鋼板、ステンレス鋼板等の鋼材、お
よび、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金メッキ鋼板、アルミメ
ッキ鋼板、アルミ合金メッキ鋼板、クロムメッキ鋼板、
錫メッキ鋼板、錫合金メッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板
、マンガンメッキ鋼板。
よび、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金メッキ鋼板、アルミメ
ッキ鋼板、アルミ合金メッキ鋼板、クロムメッキ鋼板、
錫メッキ鋼板、錫合金メッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板
、マンガンメッキ鋼板。
マンガン合金メッキ鋼板等のメッキ鋼板に対して施すこ
とができ、その表面に、裸耐食性、塗装後の耐食性およ
び塗料密着性の優れた、下地と強固に結合した皮膜を、
極めて短時間に形成することができる。特に、鋼板、亜
鉛メッキ鋼板、亜鉛合金メッキ鋼板に対する裸耐食性お
よび塗装後の耐食性の向上効果は著しい。なお、この発
明の方法によシ形成された皮膜の表面に、りん酸塩処理
。
とができ、その表面に、裸耐食性、塗装後の耐食性およ
び塗料密着性の優れた、下地と強固に結合した皮膜を、
極めて短時間に形成することができる。特に、鋼板、亜
鉛メッキ鋼板、亜鉛合金メッキ鋼板に対する裸耐食性お
よび塗装後の耐食性の向上効果は著しい。なお、この発
明の方法によシ形成された皮膜の表面に、りん酸塩処理
。
クロメート処理等の公知の後処理を施すときは、防食性
能を一段と向上させることができる。
能を一段と向上させることができる。
実施例 １゜
厚さ０．６ｍ、大きさ１５０Ｘ５０龍の冷延鋼板の試験
片を、３０ ？／ｌ のオルソ珪酸ソーダ溶液で電解脱
脂し、水洗し、次いで、２０ Ｖ／ｌ の硫酸溶液で電
解酸洗し、水洗した。次いで、下記により、その表面に
処理液をロー・ルコーターで塗布し、７０℃の温度の熱
風で乾燥した後、加熱処理を施し、供試体を調製した。
片を、３０ ？／ｌ のオルソ珪酸ソーダ溶液で電解脱
脂し、水洗し、次いで、２０ Ｖ／ｌ の硫酸溶液で電
解酸洗し、水洗した。次いで、下記により、その表面に
処理液をロー・ルコーターで塗布し、７０℃の温度の熱
風で乾燥した後、加熱処理を施し、供試体を調製した。
皮膜の址は、０．２１２／Ｗ？でちった。
ｉｌ＋ 処理液 炭酸カルシウム：１０５’／ｌオル
ソ９ん酸 ：２０？／１ （２）加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
： ９３％ （３） 加熱温度 ４００°Ｃ （４） 加熱時間 ６０秒 実施例 Ｚ 下記に示す処理液を使用したほかは、実施例１と同一の
条件で、０．４８ ｆ／−の量の皮膜を有する供試体を
調製した。
ソ９ん酸 ：２０？／１ （２）加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
： ９３％ （３） 加熱温度 ４００°Ｃ （４） 加熱時間 ６０秒 実施例 Ｚ 下記に示す処理液を使用したほかは、実施例１と同一の
条件で、０．４８ ｆ／−の量の皮膜を有する供試体を
調製した。
（１）処理液 炭酸カルシウム：２５り／ｌオルソりん
酸 ：５０ｆｉ！／を 実施例 ３゜ 下記に示す処理液を使用したほかは、実施例１と同一の
条件で、■−２４１７ｒｒ？の量の皮膜を有する供試体
を調製した。
酸 ：５０ｆｉ！／を 実施例 ３゜ 下記に示す処理液を使用したほかは、実施例１と同一の
条件で、■−２４１７ｒｒ？の量の皮膜を有する供試体
を調製した。
（１） 処理液 炭酸カルシウム：５０？／ｌオルソ
りん酸 ：１０（１／ｌ 実施例 ４゜ 下記に示す処理液および加熱条件のほかは、実施例１と
同一の条件で、１．２４り／ｒｒ？の量の皮膜を有する
供試体を調製した。
りん酸 ：１０（１／ｌ 実施例 ４゜ 下記に示す処理液および加熱条件のほかは、実施例１と
同一の条件で、１．２４り／ｒｒ？の量の皮膜を有する
供試体を調製した。
（１） 処理液 炭酸カルシウム：５０ｆ／ｌオルソ
りん酸 ： １００ｒ／１ （２）加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
： ９３％ （３） 加熱温度 ６００°Ｃ （４）加熱時間 ３０秒 実施例 ５゜ 下記に示す処理液および加熱条件のほかは、実施例１と
同一の条件で、０．８７ ｆ／−の量の皮膜を有する供
試体を調製した。
りん酸 ： １００ｒ／１ （２）加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
： ９３％ （３） 加熱温度 ６００°Ｃ （４）加熱時間 ３０秒 実施例 ５゜ 下記に示す処理液および加熱条件のほかは、実施例１と
同一の条件で、０．８７ ｆ／−の量の皮膜を有する供
試体を調製した。
（１） 処理液 炭酸ストロンチウム：３０？／ｌオ
ルソりん酸 ニア０ｆ／１ （２）加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
： ９３％ （３） 加熱温度 ３００°Ｃ （４）加熱時間 ６０秒 実施例 ６ 下記に示す処理液のほかは、実施例１と同一の条件で、
０．７７ ？／ｌｒ？の量の皮膜を有する供試体を調製
した。
ルソりん酸 ニア０ｆ／１ （２）加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
： ９３％ （３） 加熱温度 ３００°Ｃ （４）加熱時間 ６０秒 実施例 ６ 下記に示す処理液のほかは、実施例１と同一の条件で、
０．７７ ？／ｌｒ？の量の皮膜を有する供試体を調製
した。
ｉｌ＋ 処理液 炭酸亜鉛 ：２０？／ｌオルソり
ん酸：５０Ｖ／を 実施例 ７゜ 下記に示す処理液および加熱条件のほかは、実施例１と
同一の条件で、０．４７ ｙ／−の量の皮膜を有する供
試体を調製した。
ん酸：５０Ｖ／を 実施例 ７゜ 下記に示す処理液および加熱条件のほかは、実施例１と
同一の条件で、０．４７ ｙ／−の量の皮膜を有する供
試体を調製した。
（１）処理液 炭酸マンガン：２５？／ｌオルソりん酸
：５０？／１ （２） 加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
： ９３％ （３）加熱温度 ６００°Ｃ （４）加熱時間 ３０秒 実施例８゜ 下記に示す処理液および加熱条件のほかは、実施例１と
同一の条件で、０．６８Ｆ／−の量の皮膜を有する供試
体を調製した。
：５０？／１ （２） 加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
： ９３％ （３）加熱温度 ６００°Ｃ （４）加熱時間 ３０秒 実施例８゜ 下記に示す処理液および加熱条件のほかは、実施例１と
同一の条件で、０．６８Ｆ／−の量の皮膜を有する供試
体を調製した。
け） 処理液 炭酸カルシウム ：２５ｔ／１６割を
３価に遣えじた 無水クロム駿 ： ５ ？／ｌ オルソりん酸 ：５０ｔ／１ （２）加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
：９３％ （３） 加熱温度 ３００°Ｃ （４）加熱時間 ６０秒 実施例 ９゜ 下記に示す処理液のほかは、実施例１と同一の条件で、
０．５５ ｇ／ｍ２の量の皮膜を有する供試体を調製し
た。
３価に遣えじた 無水クロム駿 ： ５ ？／ｌ オルソりん酸 ：５０ｔ／１ （２）加熱雰囲気 Ｈ２ガス ニア％Ｎ２ガス
：９３％ （３） 加熱温度 ３００°Ｃ （４）加熱時間 ６０秒 実施例 ９゜ 下記に示す処理液のほかは、実施例１と同一の条件で、
０．５５ ｇ／ｍ２の量の皮膜を有する供試体を調製し
た。
（１） 処理液
第１処理液 炭酸カルシウム：１５Ｐ／ｌオルソりん酸
：３０？／を 第２処理液 炭酸アルミニウム： １０ｆ／ｌオルソり
ん酸 ：２０り／を 比較例 ｌ。
：３０？／を 第２処理液 炭酸アルミニウム： １０ｆ／ｌオルソり
ん酸 ：２０り／を 比較例 ｌ。
下記に示す処理液のほかは、実施例１と同一の条件で、
０．０２９’／ｒｒ？の量の皮膜を有する供試体を調製
した。
０．０２９’／ｒｒ？の量の皮膜を有する供試体を調製
した。
（１）処理液 炭酸カルシウム： ０．５？／ｌオルソ
りん酸 ： １ ？／を 比較例 ２゜ 実施例１と同様の前処理を施した後、下記に示す処理液
をロールコータ−で塗布し、７０°Ｃの温度の熱風で乾
燥して、０．５７ ？／ｌｒ？の量の皮膜を有する供試
体を調製した。
りん酸 ： １ ？／を 比較例 ２゜ 実施例１と同様の前処理を施した後、下記に示す処理液
をロールコータ−で塗布し、７０°Ｃの温度の熱風で乾
燥して、０．５７ ？／ｌｒ？の量の皮膜を有する供試
体を調製した。
（１１処理液 炭酸カルシウム：２５？／ｌオルソ９ん
酸 ：５０？／を 比較例３゜ 比較例２と同じ処理液を塗布し、７０℃の熱風で乾燥し
た後、下記条件で加熱し、０．４８り／−の量の皮膜を
有する供試体を調製した。
酸 ：５０？／を 比較例３゜ 比較例２と同じ処理液を塗布し、７０℃の熱風で乾燥し
た後、下記条件で加熱し、０．４８り／−の量の皮膜を
有する供試体を調製した。
（１） 加熱雰囲気 Ｈ２ガスニア％Ｎ２ガス：９３
％ （２） 加熱温度 １０００°Ｃ （３）加熱時間 ３０秒 比較例 ４゜ 下記に示す処理液のほかは、実施例１と同一の条件で、
０．５２ ｙ／ｒｒ？の量の皮膜を形成した。
％ （２） 加熱温度 １０００°Ｃ （３）加熱時間 ３０秒 比較例 ４゜ 下記に示す処理液のほかは、実施例１と同一の条件で、
０．５２ ｙ／ｒｒ？の量の皮膜を形成した。
（１） 処理液 水酸化アルミニウム：２５？／ｌオ
ルソりん酸 ：５０？／を 比較例 ５゜ 実施例１と同じ大きさの試験片を、ＰＣＮ３６４ Ｓの
処理液（日本Ａ−力ライジング社製）で脱脂し次いで水
洗した後、Ｂｔ１３９の処理液（日本）ξ−カライジン
グ社裂）によりりん酸亜鉛処理し次いで水洗することに
よって、１．ｉ／ｍ”の量のりん酸塩皮膜を有する供試
体を調製した。
ルソりん酸 ：５０？／を 比較例 ５゜ 実施例１と同じ大きさの試験片を、ＰＣＮ３６４ Ｓの
処理液（日本Ａ−力ライジング社製）で脱脂し次いで水
洗した後、Ｂｔ１３９の処理液（日本）ξ−カライジン
グ社裂）によりりん酸亜鉛処理し次いで水洗することに
よって、１．ｉ／ｍ”の量のりん酸塩皮膜を有する供試
体を調製した。
比較例 ６゜
実施例１と同じ大きさの試験片を、ＰＣＮ３６４Ｓの処
理液で脱脂し次いで水洗した後、Ｂｔ１０７７の処理液
（日本パー力うイジング社羨）Ｋよりりん酸鉄処理し、
次いで水洗後、Ｐｎ６０の処理液（日本）ξ−カライジ
ング社製）でクロメート処理し、０．４ ？／ｎ？ の
りん酸塩皮膜と、５．０ｍ？／−のクロメート皮膜を有
する供試体を調製した。
理液で脱脂し次いで水洗した後、Ｂｔ１０７７の処理液
（日本パー力うイジング社羨）Ｋよりりん酸鉄処理し、
次いで水洗後、Ｐｎ６０の処理液（日本）ξ−カライジ
ング社製）でクロメート処理し、０．４ ？／ｎ？ の
りん酸塩皮膜と、５．０ｍ？／−のクロメート皮膜を有
する供試体を調製した。
上述のようにして調製した本発明の実施例随１〜Ｎα９
の供試体および比較例順１〜Ｎ［Ｌ６の供試体について
、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密着性を、以下
に述べる性能試験によって評価し、その結果を、各供試
体の皮膜付着量および加熱条件とともに第１表に示した
。
の供試体および比較例順１〜Ｎ［Ｌ６の供試体について
、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密着性を、以下
に述べる性能試験によって評価し、その結果を、各供試
体の皮膜付着量および加熱条件とともに第１表に示した
。
ｔｌ＋ 裸耐食性試験
ＪＩＳ Ｚ２３７１に規定された塩水噴霧試験（ＳＳ
Ｔ）を５時間実施した後の錆の発生割合によって裸耐食
性を評価した。評価基準は、次の通りである。
Ｔ）を５時間実施した後の錆の発生割合によって裸耐食
性を評価した。評価基準は、次の通りである。
◎：錆が発生しなかった場合
○：錆の発生が４％以内の場合
Δ：錆の発生が５〜９％の場合
×：錆の発生が１０〜５０％の場合
（２）塗装後の耐食性試験
供試体の表面にメラミンアルキッド系塗料Ｔｈｅ装し、
３０μｍの厚さの塗膜を形成した。次いで、このように
して形成された塗膜例、素地に達するまでクロスカット
を入れた。このクロスカットの入った供試体に対し、Ｊ
ＩＳ ２２３７１に規定された塩水噴霧試験（ＳＳＴ
）を１２０時間実施した後、クロスカット部に接着テー
プを貼り次いでこれを剥がした。そして、クロスカット
部からの塗膜の片側の〒均剥離巾を調べた。
３０μｍの厚さの塗膜を形成した。次いで、このように
して形成された塗膜例、素地に達するまでクロスカット
を入れた。このクロスカットの入った供試体に対し、Ｊ
ＩＳ ２２３７１に規定された塩水噴霧試験（ＳＳＴ
）を１２０時間実施した後、クロスカット部に接着テー
プを貼り次いでこれを剥がした。そして、クロスカット
部からの塗膜の片側の〒均剥離巾を調べた。
（３） 塗料密着性試験
供試体の表面にメラミンアルキラｒ系塗料を塗装し、３
０μｍの厚さの塗膜を形成した。次いで、このようにし
て塗膜の形成された供試体に対し、一般の塗料試験法に
基づくゴ・々ン目試験およびザパン目エリクセン試験を
施し、塗膜の残存割合を調べた。
０μｍの厚さの塗膜を形成した。次いで、このようにし
て塗膜の形成された供試体に対し、一般の塗料試験法に
基づくゴ・々ン目試験およびザパン目エリクセン試験を
施し、塗膜の残存割合を調べた。
第１表から明らかなように、本発明の実施例随１−１＠
９の供試体は、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密
着性のすべてにおいて優れていた。
９の供試体は、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密
着性のすべてにおいて優れていた。
これに対し、処理液の濃度かこの発明の範囲を外れて低
い比較例１は、裸耐食性および塗装後の耐食性が劣って
いた。処理液の濃度がこの発明の。
い比較例１は、裸耐食性および塗装後の耐食性が劣って
いた。処理液の濃度がこの発明の。
範囲内であっても、処理液の塗布後加熱処理を行なわな
い比較例２け、裸耐食性および塗料密着性が劣っていた
。また、処理液の塗布後加熱処理を行なっても、加熱温
度がこの発明の範囲を超えて高い比較例３は、裸耐食性
が劣っていた。処理液の金属イオンが本発明と異なる比
較例４は、塗装後の耐食性および塗料密着性が劣ってい
た。従来のりん酸亜鉛処理を施した比較例５、および、
りん酸鉄処理とクロメート処理を施した比較例６は、何
れも裸耐食性および塗料密着性に劣っていた。
い比較例２け、裸耐食性および塗料密着性が劣っていた
。また、処理液の塗布後加熱処理を行なっても、加熱温
度がこの発明の範囲を超えて高い比較例３は、裸耐食性
が劣っていた。処理液の金属イオンが本発明と異なる比
較例４は、塗装後の耐食性および塗料密着性が劣ってい
た。従来のりん酸亜鉛処理を施した比較例５、および、
りん酸鉄処理とクロメート処理を施した比較例６は、何
れも裸耐食性および塗料密着性に劣っていた。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明によれば、金属材料の表面
に、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密着性の優れ
た皮膜を形成することができる工業上優れた効果がもた
らされる。
に、裸耐食性、塗装後の耐食性および塗料密着性の優れ
た皮膜を形成することができる工業上優れた効果がもた
らされる。
Claims (3)
- （１）Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉか
らなる群から選んだ少なくとも１種の１〜３００ｇ／ｌ
の金属イオンと、２〜５００ｇ／ｌのオルソりん酸とか
らなる処理液を、金属材料の表面に塗布し、次いで、前
記処理液の塗布された表面を１００〜８００℃の温度範
囲で加熱し、かくして前記金属材料の表面に所定量の皮
膜を形成することを特徴とする金属材料の表面処理方法
。 - （２）Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉか
らなる群から選んだ少なくとも１種の１〜３００ｇ／ｌ
の金属イオンと、２〜５００ｇ／ｌのオルソりん酸とか
らなる第１処理液１００部に対し、ＡｌおよびＭｇの少
なくとも１種の１〜３００ｇ／ｌの金属イオンと、２〜
５００ｇ／ｌ のオルソりん酸とからなる第２処理液を
１０００部以下添加した混合処理液を、金属材料の表面
に塗布し、次いで、前記処理液の塗布された表面を１０
０〜８００℃の温度範囲で加熱し、かくして前記金属材
料の表面に所定量の皮膜を形成することを特徴とする金
属材料の表面処理方法。 - （３）前記皮膜の量が０．０５〜１０ｇ／ｍ＾２の範囲
内であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項ま
たは第（２）項に記載の金属材料の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17309785A JPS6233780A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 金属材料の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17309785A JPS6233780A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 金属材料の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233780A true JPS6233780A (ja) | 1987-02-13 |
Family
ID=15954131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17309785A Pending JPS6233780A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 金属材料の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233780A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6040054A (en) * | 1996-02-01 | 2000-03-21 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Chromium-free, metal surface-treating composition and surface-treated metal sheet |
| WO2000073535A1 (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Nippon Steel Corporation | Phosphate-treated electrogalvanized steel sheet excellent in corrosion resistance and coating suitability |
| WO2001021853A1 (fr) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Kawasaki Steel Corporation | Feuille d'acier traitee en surface et son procede de production |
| JP2008088561A (ja) * | 1999-08-09 | 2008-04-17 | Nippon Steel Corp | 加工性に優れたリン酸塩処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
| JP2013237922A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-11-28 | Jfe Steel Corp | 容器用鋼板 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501933A (ja) * | 1973-05-10 | 1975-01-10 |
-
1985
- 1985-08-08 JP JP17309785A patent/JPS6233780A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501933A (ja) * | 1973-05-10 | 1975-01-10 |
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| JP4630326B2 (ja) * | 1999-08-09 | 2011-02-09 | 新日本製鐵株式会社 | 加工性に優れたリン酸塩処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
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| US6555249B1 (en) | 1999-09-17 | 2003-04-29 | Kawasaki Steel Corporation | Surface treated steel sheet and method for production thereof |
| JP2013237922A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-11-28 | Jfe Steel Corp | 容器用鋼板 |
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